Kluczową różnicą między hydrofobowymi i superhydrofobowymi jest ich kąt zwilżania dla kropelek wody. Kąt zwilżania kropelek wody na powierzchniach hydrofobowych jest większy niż 90 stopni, więc odpycha wodę. Natomiast kąt zwilżania kropel wody na superhydrofobowej powierzchni wynosi ponad 150 stopni, co powoduje nie tylko odpychanie wody, ale także spływanie wody z powierzchni.
Zarówno powierzchnie hydrofobowe, jak i superhydrofobowe są powierzchniami hydrofobowymi. Oddziaływania hydrofobowe opisują odpychanie między wodą a innymi substancjami, natomiast superhydrofobowe oznacza bardziej intensywne niż hydrofobowe.
Co to jest hydrofobowość?
Oddziaływania hydrofobowe to siły odpychania między cząsteczkami wody i innymi substancjami. Jest to rodzaj oddziaływania przeciwny do oddziaływania hydrofilowego (siła przyciągania między cząsteczkami wody i innymi substancjami). W tym znaczeniu hydro” oznacza „wodę”, a „fobiczny” oznacza „strach”. Dlatego substancje, które nie lubią wody, możemy określić jako substancje hydrofobowe. Substancje te odpychają cząsteczki wody. Ogólnie rzecz biorąc, cząsteczki niepolarne wykazują ten rodzaj interakcji, ponieważ cząsteczki wody są polarne. Innymi słowy, substancje hydrofobowe mają tendencję do przyciągania lub interakcji lub rozpuszczania się w substancjach niepolarnych, takich jak olej i heksan.
Czasami substancje hydrofobowe nazywane są substancjami lipofilowymi, ponieważ te substancje przyciągają składniki lipidowe lub tłuszczowe. Kiedy substancja hydrofobowa jest dodawana do wody, cząsteczki substancji mają tendencję do tworzenia grudek poprzez łączenie się ze sobą. To sprawia, że rozpuszczalniki hydrofobowe są ważne w oddzielaniu związków niepolarnych od wody lub roztworów polarnych.
Co to jest superhydrofob?
Oddziaływanie superhydrofobowe to zdolność odpychania wody w takim stopniu, że kropelki nie spłaszczają się, ale zamiast tego spływają. Znany jest również jako ultrahydrofobowość. Powierzchnie superhydrofobowe to powierzchnie ekstremalnie hydrofobowe, które są niezwykle trudne do zwilżenia. Zwykle kąt zwilżania kropli wody na tego rodzaju powierzchni przekracza 150 stopni. Możemy również nazwać tę interakcję efektem lotosu ze względu na zachowanie kropel wody na liściu lotosu. Kropelka wody, która uderza w superhydrofobową powierzchnię, może w pełni odbić się, podobnie jak elastyczna piłka.
Kąt zwilżania kropli wody na superhydrofobowej powierzchni został po raz pierwszy opisany przez Thomasa Younga w 1805 roku. Zrobił to, analizując siły działające na kroplę płynu, która spoczywa na gładkiej powierzchni ciała stałego, która jest otoczona gazem.
Możemy znaleźć przykłady superhydrofobowych powierzchni występujących w przyrodzie, w tym liście lotosu, delikatne włosy na niektórych roślinach, naloty wodne i owady żyjące na powierzchni wody, niektóre ptaki, które świetnie pływają itp.
Jaka jest różnica między hydrofobową a superhydrofobową?
Zarówno powierzchnie hydrofobowe, jak i superhydrofobowe są powierzchniami hydrofobowymi. Kluczowa różnica między hydrofobowymi i superhydrofobowymi polega na tym, że kąt zwilżania kropelek wody na powierzchniach hydrofobowych wynosi ponad 90 stopni, podczas gdy kąt zwilżania kropelek wody na powierzchni superhydrofobowej wynosi ponad 150 stopni. Dlatego powierzchnie hydrofobowe odpychają wodę, podczas gdy powierzchnie superhydrofobowe nie tylko odpychają wodę, ale także spływają z powierzchni.
Poniższa infografika przedstawia różnice między hydrofobowymi i superhydrofobowymi w formie tabelarycznej do bezpośredniego porównania.
Podsumowanie – hydrofobowe kontra superhydrofobowe
Oddziaływania hydrofobowe to siły odpychania między cząsteczkami wody i innymi substancjami. Oddziaływanie superhydrofobowe to zdolność odpychania wody w takim stopniu, że kropelki nie spłaszczają się, ale zamiast tego spływają. Kluczowa różnica między hydrofobowymi i superhydrofobowymi polega na tym, że kąt zwilżania kropelek wody na powierzchniach hydrofobowych wynosi ponad 90 stopni, podczas gdy kąt zwilżania kropelek wody na powierzchni superhydrofobowej wynosi ponad 150 stopni. Dlatego powierzchnie hydrofobowe odpychają wodę, podczas gdy powierzchnie superhydrofobowe nie tylko odpychają wodę, ale także spływają z powierzchni.
